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Vorderseite.png Rueckseite.jpg

Hallo Liebe CAD.de Forengemeinde,

die Beiträge im Forum haben mir schon viel geholfen, allerdings bin ich nun doch auf Hilfe angewiesen.

Aufgabenbeschreibung:
Ich würde gerne eine Gleit-Prismenführung für den Fall simulieren (mit Mechanica (nicht Advanced)), dass das geführte Teil in der Führung verkantet (außermittiger Kraftangriff und notw. Führungslänge unterschritten). Interessant sind dabei die entstehenden Spannungen, Verformungen und Kontaktkräfte-/drücke.

Probleme:
Auf der einen Seite kommt es zum Durchdringen der Kante (der Führung) und der Funktionsfläche (Führungsfläche des geführten Teils)(siehe Bild Vorderseite) und auf der anderen Seite entstehen Spannungen obwohl die Bauteile sich noch gar nicht berühren (siehe Bild Rückseite)(Skalierung 1).

Mir ist es leider nicht möglich das Modell zur Verfügung zu stellen, ich hoffe die Informationen und Bilder sind hilfreich. Falls Ihr noch Informationen braucht, dann laßt es mich wissen.

Viele Grüße

Danilo

[Diese Nachricht wurde von student96 am 26. Aug. 2011 editiert.]

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Hallo Danilo,

ich weiß nicht ob es an mir liegt, aber in den Abbildungen kann ich irgendwie nichts erkennen. Kannst Du eventuell neue Abbildungen erzeugen und dabei die Schattierung über "Ansicht-->Schattierung" ausschalten? Die "Farbübergang" taugt ebenfalls bestenfalls etwas für den Vorstand Trotz allem geht meine erste Vermutung in Richtung nicht komplett definierter Kontaktbereiche. Vermutlich müsstest Du da noch mal überprüfen, ob auch wirklich die gewünschten Flächen mit einer Kontaktschnittstelle versehen wurden.

Die Skalierung kann übrigens auch unerwartete optische Ergebnisse liefern (Durchdringung). Ruhig mal alles ohne Skalierung anschauen und auf Plausibilität prüfen.

Alles weitere dann ggf. mit den neuen Abbildungen.

Gruß,
Uwe

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Vorderseite1.jpg rueckseite1.jpg

Hallo Uwe,

danke für die Antwort.

Ich habe die Bilder jetzt ohne Schattierung erstellt.

Alle Funktionsflächen (Führungsflächen an der Führung und am geführten Teil) habe ich als Kontakt-Schnittstellen definiert. Die Einstellung ist bei allen gleich (Typ: Kontakt, Referenz: Fläche-Fläche (Führungsfläche und gegengerichtete Fläche), Eigenschaften: Führungsflächen nicht trennen, kein kompatibles Netz generieren, keine unendliche Reibung).
Ich habe den Eindruck, dass die scharfe Kante nicht als Kontakt erkannt wird und das auf der anderen Seite die "virtuelle" Kontaktfläche über das Bauteil hinaus verlängert wird. Kann es sein, dass Mechanica Probleme mit dem Verdrehen des geführten Teils in der Führung hat und dadurch die Kontakte nicht sicher erkennt?
Die Skalierung ist 1, meintest du das mit "ohne Skalierung anschauen"?

Viele Grüße,

Danilo

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Hallo!

Die Option "Flächen trennen" sollte aktiviert sein, wenn sich die Flächen schon ohne Belastung berühren. Vielleicht hilft das schon. Ansonsten hast Du natürlich noch die Möglichkeit, die betroffenen Flächen feiner zu vernetzen.

Die Skalierung x% bedeutet, dass ein Übertreibungsfaktor mit dem entsprechenden Wert verwendet wird, um kleine Verformungen besser erkennbar zu machen. Wenn Du den Haken deaktivierst, siehst Du quasi den realen Zustand.

Zum besseren Überblick wäre eine rausgezoomte Gesamtansicht nicht verkehrt, da ich immer noch Probleme habe oben, unten, links und rechts auseinanderzuhalten

Gruß,
Uwe

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GleitfuehrungaussermittigerKraftangriff.jpg

Hallo,

die Bilder dürfen keine Geometrien erkennen lassen. Deshalb sind die Ausschnitte immer so winzig.

Das Bild ist aus dem Buch "Konstruktionselemente der Feinmechanik" von Herrn W. Krause. Es erklärt das Prinzip beim Verkanten und dient der Veranschaulichung der von mir genannten Stellen.

die betreffenden Flächen berühren sich erst durch das Verkanten des geführten Teils in der Führung während der Simulation, deshalb habe ich diese Option ("Flächen trennen") deaktiviert.

Ich hatte die Funktionsflächen über Simulations-KE's (Volumenbereiche) mit 0.25 mm max. Elementgröße vernetzt. Auch habe ich andere Konvergenz-Methoden getestet. Das Ergebnis war hinsichtlich meiner Probleme gleich (Durchdringung und Spannungen ohne Berührung).

Die Skalierung kann ich in meiner Version nicht deaktivieren, ich kann zwischen absolut und relativ umschalten.

Viele Grüße

Danilo

[Diese Nachricht wurde von student96 am 30. Aug. 2011 editiert.]

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Hallo,

ich habe immer mehr das Gefühl, dass 4 mm relative Bewegung zwischen zwei (definitionsmäßig in Kontakt stehenden) Bauteilen und ein Kontaktspalt von 0,15 mm (Spiel) zu viel ist für eine Kontakanalyse mit Mechanica? Kann das wer bestätigen? Kennt da jemand Grenzwerte?

Viele Grüße

Danilo

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Gleitfuehrung.rar

Hallo,

ich habe ein stark vereinfachtes Modell aufgebaut. Es zeigen sich dabei die selben Probleme wie bei dem eigentlichen Untersuchungsobjekt (Durchdringung und Spannungen ohne Berührung). Die Simulationseigenschaften sind aber nahezu identisch.

Würde mich freuen, wenn mir jemand weiterhelfen kann!

Viele Grüße

Danilo

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Hallo!

Ich habe das Beispiel auch mal durchlaufen lassen und kann die beschriebenen Phänomene nun zumindest nachvollziehen.

- Die Durchdringung stellt sich bei mir nur ein, wenn die Skalierung sehr hoch gewählt wird. Das hat dann aber auch nichts mehr mit der Realität zu tun!

- Die "kontaktlose" Berührung habe ich jedoch auch. Meiner Meinung nach handelt es sich um grafische Effekte, soll heißen, dass die Simulation in Ordnung ist (von den Kontaktstellen ist es ja durchaus plausibel), aber die Darstellung zu wünschen übrig lässt. Die Hintergründe dazu durchschaue ich leider nicht.

Ansonsten konnte ich keinen Fehler im Modellaufbau finden, der auf derartige Ungereimtheiten hindeuten würde. Vielleicht liegt es ja wirklich an den zu großen Verschiebungen...

Gruß,
Uwe

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Hallo Uwe,

danke für Deine Hilfe!

Die Durchdringungen sind bei mir auch ohne Skalierung zu sehen.

Die Problematik mit der rel. Verschiebung der Kontakte werde ich beheben, indem ich das geführte Teil bereits in Pro/E in seine Endlage verschiebe und dann durch die Belastung nur noch verkippen lasse. Mal schauen, wie die Ergebnisse dann ausschauen.

Viele Grüße

Danilo

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Das Modell selbst kann ich mir auch nur schwer vorstellen, aber dennoch 2 Anmerkungen:
1) Die Spannungsplots ganz oben zeigen schon, dass entweder die Kontaktbereiche zu grob vernetzt sind oder sonst irgendetwas nicht stimmt.
2) Gleitbewegungen im Kontakt kann Mechanica nicht abbilden, weil die Federelemente für die Kontakte zwischen 2 gegenüberliegenden Knoten immer in Normalenrichtung und zwar nur zu Beginn der Analyse definiert werden. D.h. überspitzt ausgedrückt: je größer die Relativbewegung der Kontaktflächen außerhalb der Normalenrichtung zueinander ist, desto größer ist auch der Müll, der dabei herauskommt 

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Hallo Maccias,

ich hatte es ja schon vermutet, dass die Probleme durch die relative Verschiebung der Kontakte entstehen. Allerdings war ich mir nicht sicher. Da Du es jetzt bestätigt hast, werde ich es beim Modellaufbau berücksichtigen und versuchen die rel. Bewegung zu blockieren.

Danke für die Hilfe!

Viele Grüße

Danilo

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Hi,

in CREO 1.0 sind Konktaktanalysen und geometrisch nichtlineare Probleme und/oder Plastifizierung in Verbindung mit Laststeps gleichzeitig lösbar. Die Analysen konvergieren sogar manchmal 

Gruß Paul

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gleitfuehrung.rar

Guten Morgen,

@Paul, ich habe WF4. Creo 1.0 steht mir leider nicht zur Verfügung.

Ich habe das vereinfachte Modell geändert und das geführte Teil bereits vor der Simulation verkantet und die entsprechenden Kontakte mit unendlicher Reibung definiert (siehe Anhang). Jetzt sind die Spannung da wo sie sein sollen. Die Kontaktmessgrößen zeigen jeweils die selben Werte und konvergieren. Wie kann ich noch überprüfen ob die Analyse richtige Ergebnisse liefern (mit Mechanica)?

Grüße

Danilo

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verkanten_test.zip

Hallo Danilo,

Dein ProE-Zusammenbau ist nicht eindeutig.

Anbei eine Test-Baugruppe. Hierbei dachte ich, wenn eine Kante gegen eine Fläche drückt, dann ist die Flächenpressung theor. unendlich groß, da der Flächeninhalt einer Kante gegen 0 geht. Darum sind die Kontakte etwas "abgeplattet", jedoch hast Du evtl. so eine schmale Kontaktbreite, dass die Elementgröße im Mikrometerbereich liegen müsste, denke ich.

Gruß Paul

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Hallo Paul,

danke für Deine Anmerkung und Deine Test-Baugruppe!

Ich werde mein Modell ändern und die Kanten mit einer Rundung versehen. Hab bisher die theor. unendl. Pressung an den Kanten "übersehen".

Ich bekomme die Warnung "Kontaktfläche ist im Vergleich zur Größe der benachbarten Elementkanten rel. klein", bei einer Elementengröße von 0,01 mm. Wie kann ich dem entgegenwiken, Kontaktfläche feiner vernetzen?

Grüße

Danilo

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Hallo Danilo,

ja, wenn die resultierende Kontaktbreite z.B. 0,01 mm beträgt, dann sollten die Elemente noch kleiner werden, bis die Warnung (das ist keine Fehlermeldung) verschwindet (oder auch nicht  ). Das Modell wird jedoch recht lang rechnen, vor allem wenn Du die Konvergenz einstellst, u.U. mehrere Tage 

Gruß Paul

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Hallo Paul,

wenn ich die Kanten abrunde, dann berühren sich die beiden Teile immer noch in einer Linie. Ich hab mir überlegt statt der Rundung eine Schräge zu verwenden, diese hat den selben Winkel wie das (verkantete) geführte Teil, sodass es dadurch wieder zur Flächenberührung kommt (Kontakfläche wäre dann zwar immer noch klein, aber eben nicht null).

Gehe ich recht in der Annahne oder hab ich was "übersehen"?

Grüße

Danilo

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Hallo Danilo,

Linienberührung ist OK, Hauptsache keine scharfe Kante.
Das Problem ist eben, dass eine sehr schmale Kontaktbreite entsteht, die nur mit einem extrem feinen lokalen Netz erfassbar ist.

Gruß Paul

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